Б. Страуструп - Дизайн и Эволюция C++. 2006 (1160775), страница 97
Текст из файла (страница 97)
мы услышали блестящий доклад Джима Митчелла (11ш МйсЬе11), работавшего в компании Бпп, а перед этим — в Хегох РАКС. Доклад содержал доводы в пользу семантики завершения, подкрепленные личным опытом и фактическими дацпымп. На протяжении 20 лет Митчелл пользовался обработкой исключений в разных языках и на первых порах отстаивал семантику возобновления в качестве одного из главных проектировщиков и разработчиков системы Сет(аг/Меза от компании Хегох. Его вывод звучал так: «Завершение следует предпочесть возобновлению.
Это вопрос не вкусо, а многолетней практики. Возобновление выглядит соблазнительно, но это порочный метод». Свое утверждение Митчелл подкрепил рассказом о работе над несколькими операционными системами. Самым главным был пример системы Сег)аг/Меза, которую написали программисты, любившие и умевшие пользоваться семантикой возобновления. Однако через десять лет в системе нз полумиллиона строк остался лишь один случай использования возобновления — в запросе контекста. Поскольку и в данной ситуации оно фактически было не нужно, механизм возобновления исключили полностью, после чего скорость работы этой части системы значительно возросла. Во всех тех случаях, когда применялась операция возобновления (а это более десяти лет эксплуатации), появлялись определенные проблемы и приходилось искать более подходящий механизм.
По сути дела, все НИВИИИИИ Возобновление или завершение? 1б.б.1. Обходные пути для реализации возобновления Похоже, что большую часть преимушеств, которые способна дать семантика возобновления, можно получить комбинированием вызова функции и исключения (с семантикой завершения). Рассмотрим функцию, которая вызывается для захвата некоторого ресурса Х: Х* сгаЬ Х() ( гог (/)) ( 11 (сап асцс1ге ап Х) ( // геснгп вове Х; // захватить ресурс Х // не удалось захватить ресурс, попробуем возобновить выполнение сгаЬ х ба11ед() Задача функции дгаЬ х йа11ед ( ) — обеспечить возможность захвата ресурса х.
Если она не в состоянии это сделать, то возбуждает исключение: чо1б ргаЬ Х та11еб() ( 11 (сап ваке х ача11абте) ( // восстановление // сделать х доступным гегагп/ Гпгон Саппос дес Х; // исключение Это обобщение техники использования функции пем Ьапс11ег для обработки нехватки памяти (см. раздел 10.6). У данного приема, конечно, есть много вариантов. Мне больше всего нравится указатель на функцию, которую пользователь может установить сам, чтобы реализовать собственную политику восстановления. применения возобновления были связаны с неумением отделить друг от друга различные уровни абстракции.
Мэри Фонтана представила аналогичные данные по системе Ехр!огег компании Техаз 1пзтгцшептз, в которой возобновление использовалось только для отладки. Эрон Инсинга (Агоп 1пз(пяа) познакомил нас с примерами очень ограниченного и не слишком важного применения семантики возобновления в системе Е)ЕС ЧМЯ, а Ким Кнутилла (Кпп КпцЫ1а) поведал точно такую же историю, как Джим Митчелл, только речь в ней шла о двух больших внутренних проектах 1ВМ, просуществовавших достаточно долго. В пользу завершения свидетельствовал также опыт компании 1..М.Ег(сззоп, о котором рассказал Дэг Брюк.
Итак, комитет по стандартизации С++ высказался за семантику завершения. ЙИВВВИИ11 Обработка исключений Этот метод не обременяет систему сложным механизмом, необходимым для реализации вавбновления. Зачастую он даже не оказывает тако~о негативного влияния на организацию системы, как общая семантика возобновления. 1б.7. Асинхронные события Механизм обработки исключений в С++ не предназначен для обработки асинхронных событий, по крайней мере, напрямую: кМожно ли приманить искаочания дпя обработки, скажем, сигналозт В болылинсгаа систем разработки но С почти наверняка наг. Праблама ь том, что я С используются нараантарабальныа функции типа ка11ос.
Если лрарызаниа яознмкаат ь середине лга11ос и яоэбуждаат исключаниа, то нат никакою атосаба запретить обработчику исключения ьыэьать лга11ос аща раэ. В компилятора С++, я котором маханиэм ямэоаа функций и зся библиотака времени яыполманил спроактираяаны с учетам раантарабальностм, сигналы могли бы зоэбуждать исключения. Но пока такие компиляторы на столм щироко доступными (аспи зто вообще когда-нибудь произойдет), мы ракомандуам чатка отдалять сигналы от исключений. Во многих случаях было бы разумно построить язаимадайстяиа смгналоя м исключаний так: обработчик сигнала сохраняат гдл-то информацию, которая рагулярно опрааияаагся некоторой функцией, а ужа эта фумкцня можая аозбудить исключение а зависимости от того, что обнаружаноэ [Коан~В, 19901.
Большинство пользователей С/С++, употребляющих исключения, считают, что для создания надежной системы надо на как можно более ранней стадии придумать механизм для отображения асинхронных событий на модель процесса. Если исключения могут возникать в любой момент во время выполнения и если приходится прерывать обработку одного исключения, с тем чтобы уделить внимание другому, то хаоса не избежатэь Низкоуровневая система обработки прерываний должна как можно дальше отстоять от обычных программ. Я разделяю данное мнение. Приняв зту точку зрения, вы не будете напрямую использовать исключения, например, для обработки нажатия клавиши РЕ1 и не станете заменять сигналы в ОС 1ЛьПХ исключениями.
В таких случаях некоторая низкоуровневая процедура обработки прерываний должна выполнить минимальную работу и, возможно, отобразить прерывание на обработчик, способное возбудить исключение в некоторой четко определенной точке программы. Отметим, что в соответствии со стандартом С обработчикам сигналов не разрешено вызывать функции, поскольку не гарантируется, что в этот момент работа компьютера в достаточной мере стабильна, чтобы успешно вызвать функцию и вернуться к выполнению программы.
Предполагается, что такие низкоуровневые события, как арифметические переполнения и деление на нуль, обрабатываются специализированными низкоуровневыми средствами, а не с помощью исключений. Это делает поведение С++ в области арифметических операций совместимым с другими языками и позволяет избежать проблем, возникаюших в компьютерах с конвейерной архитектурой, где такие события, как деление на нуль, асинхронны. Синхронная обработка деления на нуль и т.п. возможна не на всех компьютерах.
А там, где она возможна, сброс конвейера, необходимый для того чтобы такие события можно было перехватить до начала нового вычисления, замедляет работу компьютера (иногда на порядок). Р р р а уз~а~и яйффййш)щ 16.8. Распространение на несколько уровней Есть веские причины для того, чтобы позволить исключению неявно распространяться не далее функции, вызвавшей ту, где оно возникло.
Однако для С++ зто не подходит: с) имеются миллионы написанных на С++ функций, которые никто не будет модифицировать для обработки исключения или передачи его дальше; (з бессмысленно пытаться сделать каждую функцию барьером для всех ошибок. Лучшей стратегией является та, где обработкой нелокальных ошибок занимаются специально предназначенные для этого интерфейсы„ (з в программах, где используются разные языки, нельзя требовать некоего специфического действия от конкретной функции, поскольку она можт быть написана на другом языке. Так, допустимо, что С++-функция, возбуждающая исключение, вызывается из функции, написанной на С, которая, в свою очередь, вызвана из функции на С++, готовой это исключение обработать. Первая причина имеет чисто прагматический характер, зато две последние принципиальны: вторая — зто утверждение о стратегии проектирования, а третья о предположительных средах использования С++.
16.9. Статическая проверка В С++ разрешено многоуровневое распространение исключений, но из-за этап) утрачена одна из возможностей статического контроля. Нельзя, просто посмотрев на код функции, определить, какие исключения она может возбуждать. Фактически функция способна возбуждать любые исключения, даже если в тексте ист ни одного предложения с))кои, ибо исключения могут возбуждаться вызванными функциями. Несколько программистов, в особенности Майк Пауэлл (Мйе РотжеП), горько жаловались на эту особенность и думали над тем, как для исключений в С++ предоставить более твердые гарантии.
Наилучший вариант — каждое возбужденное исключение перехватывается тем или иным обработчиком, написанным пользователем. Также часто требуется гарантия, что покинуть функцию могут только исключения из явно заданного списка. Механизм задания списка исключений, возбуждаемых функцией, в основных чертах спроектировали на доске Майк Пауэлл, Майк Тиман и я примерно в (989 г. «Па сущвству, запись тоЫ Г() с)тгои (е1, е2) ( // предложения ) вквивапвнтна такой: ноы г() ( сгу ( // предложения НШИИИИИИВ Обработка исключений ) сасоЬ (е1) ( ЬЬгои) // возбудить повторно ) сасоЬ (е2) ( ЬЬгон; // возбудить повторно ) сасоЬ (...) ( ппехрассес)(); ) ) Преимущество явного обьяэления исключений по сраэнению с эквивалентной проверкой я тексте не только з том, что нужно набирать меныле символов. Важнее то, что объявление функции является часгъю интерфейса, видимого пользователю.
Определение же функции доступно не всем, и, дглке если имеются исходные тексты эсех библиотек, лучше бы заглядывать я них пореже. Еще одно преимущество состоит э том, что на практике может оказаться полезным обнаружиэать неперехэаченные исключения еще на стадии компиляции» [Коеп)В, 1 990). Спецификации исключений следовало бы проверять на стадии компиляции, но для этого все функции должны были бы вести себя согласованно, а это вряд ли возьюжно. К тому же такая статическая проверка легко могла бы послужить причиной многократной повторной компиляции программы. Более того, перекомпилировать программу могли бы лишь пользователи, обладающие всеми исходными текстами: «Например, потенциально функцию необходимо изменить и перекомпилирояать всякий раз, как э функции, которую она эыэыяает [прямо или косэенно), изменяется множесгэо перехватываемых или возбуждаемых исключений.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
